談隧道通風照明節(jié)能技術應用

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摘要：首先介紹了隧道通風系統(tǒng)的主要組成，并對隧道通風照明節(jié)能技術進行說明，其主要可以劃分為技術節(jié)能和管理節(jié)能兩大類。然后對隧道運營期間的照明節(jié)能問題進行分析，主要包括照明控制方式與方案問題、工作人員專業(yè)性問題、照明燈具質(zhì)量及調(diào)光方式問題、照明設備的保養(yǎng)問題和通風系統(tǒng)問題。最后針對這些問題提出了相關的解決措施，旨在為隧道通風照明節(jié)能技術提供參考。

關鍵詞：隧道工程；通風照明；節(jié)能技術

引言

隧道工程建設主要包括前期勘測、方案設計、測量控制以及土方開挖等內(nèi)容。在工程方案設計過程中，必須考慮通風照明節(jié)能問題。需針對隧道通風照明技術存在的問題進行技術創(chuàng)新與改進，以此提升隧道通風照明的節(jié)能效果。隧道照明節(jié)能方法主要包括全自動控制加強段燈和基本段燈，通過此類方法能夠減少浪費，降低能源消耗。優(yōu)化隧道通風照明設施并進行節(jié)能化設計，能起到明顯的節(jié)能效果。

1隧道通風系統(tǒng)組成

隧道通風系統(tǒng)主要包含CO、NOx氣體濃度檢測器、車輛進出檢測器、風速風向探測器、煙霧濃度檢測器、中央計算機和風機。通過相關檢測器可以獲得信號，并將其傳輸?shù)娇刂破髦校芍醒胩幚砥鲗︼L機的開啟與關閉進行控制，以此達到通風效果。

2隧道通風照明節(jié)能技術

2.1技術節(jié)能

從技術角度進行節(jié)能處理，必須改善傳統(tǒng)技術的缺陷與不足，以此達到照明節(jié)能效果。對于技術改善問題，需聯(lián)合現(xiàn)代科技進行創(chuàng)新開發(fā)，全面提升能源的有效利用率，以此達到節(jié)能減排效果。通過技術節(jié)能的方式，可以從照明設備與供配電系統(tǒng)方面入手，開展專項技術研究，不斷提升研發(fā)速度，從根本上提高照明節(jié)能技術優(yōu)勢。通過技術節(jié)能的方式，可以對變壓器進行節(jié)能處理，采用動態(tài)無功自動裝置，確保無功損耗與負荷達到平衡狀態(tài)，以此實現(xiàn)變壓器節(jié)能效果。注重照明設備的節(jié)能研究，研發(fā)高效光源（如LED燈）、燈具和反光器等照明設備，通過現(xiàn)代設備降低能源消耗。技術節(jié)能不能降低照明質(zhì)量，若為了達到節(jié)能效果，過度降低照明強度，就會使駕駛人員產(chǎn)生視覺疲勞，從而發(fā)生交通事故。所以在進行技術節(jié)能時，不僅要將照明系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的能量損失降到最小，還要確保照明質(zhì)量。

2.2管理節(jié)能

管理節(jié)能要求管理人員管理能力與規(guī)范行為高度統(tǒng)一，科學管理照明設備。通過管理節(jié)能措施，能夠提升照明設計效率，保證照明質(zhì)量，還可以對具體施工與設計環(huán)節(jié)進行控制，以此滿足節(jié)能減排的要求。設計人員需采用光控等方式代替原有開關和燈具，以此提升隧道內(nèi)照明效率。照明光控、時控流程如圖1所示。

3隧道運營期間的照明節(jié)能問題

3.1照明控制方式與方案問題

當照明控制方案與設計方案不合理時，極易加大能源損耗，從而產(chǎn)生人力、物力及電能浪費問題。現(xiàn)階段，有些公路隧道和城市隧道未采用遠程操控照明和自動控制照明的方式，多采用管理人員人工控制的方式，不僅降低了管理效率，還會加大照明損耗。隧道照明所產(chǎn)生的電能浪費因素較多，多數(shù)原因都是由技術問題所致。當前隧道照明常用的控制方法為時序分級調(diào)光控制法，此方法的控制模式較簡單，可靠性較高，因此被廣泛應用于隧道照明當中。然而此種照明技術需攻克自動控制設備問題。由于照明方式無法按照光線變化、天氣與車輛交通量等參數(shù)自動化控制照明系統(tǒng)，并且會受到照明配電回路的影響，從而出現(xiàn)無效照明和過度照明問題，加大電能浪費。

3.2工作人員專業(yè)性問題

盡管綠色節(jié)能和照明節(jié)能的概念被人們所熟知，然而一些隧道工作人員對于照明節(jié)能概念存在認知誤差。隧道照明系統(tǒng)需要進行技術更新和升級，以此實現(xiàn)節(jié)能效果。有些隧道管理人員過度關注節(jié)約用電問題，未意識到照明設備的實際運行效果，從而導致隧道照明方案不具備科學性。

3.3照明燈具質(zhì)量及調(diào)光方式問題

不同照明燈具的質(zhì)量差異較大，隧道照明必須采用優(yōu)質(zhì)的燈具，如果采用劣質(zhì)燈具，會增加隧道照明系統(tǒng)的運營成本。在運營過程中，隧道照明系統(tǒng)一般采用時序控制法，采用4級調(diào)光方式。然而夜間沒有根據(jù)交通量大小進行分級調(diào)控。因此必須針對照明系統(tǒng)調(diào)光提出完善方案。

3.4照明設備的保養(yǎng)問題

車輛在經(jīng)過隧道后，有時會發(fā)現(xiàn)出入口照明亮度不足。該問題不僅與照明燈具的亮度有關，還與照明工具的保養(yǎng)管理有關。如果隧道內(nèi)的灰塵流動較大，不注重照明燈具的清理，將會導致設備表面存在嚴重污染，降低照明質(zhì)量，導致設備損壞。所以隧道管理人員應及時清理照明設備，注重燈具內(nèi)外部的保養(yǎng)工作，定期涂抹潤滑劑，防止燈具銹蝕。

3.5通風系統(tǒng)問題

在隧道工程建設過程中，過度設置通風系統(tǒng)的問題比較突出，是導致隧道通風節(jié)能差的主要原因。單向隧道采用斜豎井集中通風和排風行半橫向通風方式，所應用的風機數(shù)量較多，備用率低。

4隧道照明節(jié)能問題的解決措施

4.1嚴格控制照明燈具質(zhì)量

高壓鈉燈的壽命前期工作電壓上升會提升燈泡功率，縮短壽命，在燈泡的壽命后期，會降低燈泡功率與發(fā)光效率，從而對燈泡使用壽命造成影響。傳統(tǒng)電感是鎮(zhèn)流器存在功率低、損耗大等問題，電子鎮(zhèn)流器的功率高則節(jié)能效果顯著。

4.2建立和完善行業(yè)技術標準

近年來，我國了多項關于公路隧道照明問題的文件，包括隧道通風照明設計規(guī)范，照明設計細則，照明燈具等，逐漸完善公路隧道照明行業(yè)的標準。然而該類設計規(guī)范和設計標準不全面，隧道內(nèi)所使用的洞內(nèi)照度儀、LED燈、LED誘導燈、洞外亮度儀等照明設備缺乏行業(yè)技術標準，需要編制關于隧道定向光照明設計指南。

4.3推廣應用新型隧道照明技術

技術人員應研發(fā)新型隧道照明系統(tǒng)，如研發(fā)色溫可調(diào)節(jié)的LED照明設備用于隧道入口，解決晴天與雨霧天氣的燈光轉化問題；研發(fā)用于短隧道照明的風能和太陽能等新能源發(fā)電技術；研發(fā)隧道洞口的減光與遮光技術；解決隧道內(nèi)照明環(huán)境與土建裝飾材料的協(xié)調(diào)性問題；蓄能自發(fā)光與反光涂料在小流量隧道以及夜間照明節(jié)能應用等，以實現(xiàn)典型工程示范化與產(chǎn)品技術開發(fā)產(chǎn)業(yè)化。

4.4注重隧道照明節(jié)能技術的理論基礎研究

技術人員應圍繞中間視覺等課題進行技術創(chuàng)新，圍繞隧道照明設計參數(shù)進行一系列模擬試驗，以此獲得新的基礎理論研究成果。盡管我國在照明節(jié)能技術探索方面遇到較多問題，然而在技術發(fā)展水平日益提升的背景下，可以通過現(xiàn)代化技術處理難題。隧道管理照明人員必須注重學習專業(yè)的技術，熟練掌握照明節(jié)能知識，使其能夠積極主動地進行照明設備保養(yǎng)，不斷提升實際操作能力。照明節(jié)能技術研發(fā)人員必須不斷提升專業(yè)能力。在保證車輛運行安全的同時，提升照明設備的節(jié)能效率。隧道交通管理部門應加大管理力度，不斷提升相關人員的管理水平與能力。

4.5合理設置通風系統(tǒng)

首先明確風機數(shù)量，減少閑置風機和備用風機。按照隧道內(nèi)交通量增長情況，采用一次設計分期實施方案，以此實現(xiàn)通風節(jié)能效果，還能夠防止通風系統(tǒng)超規(guī)模設置。隧道入口的第1組射流風機應與隧道進口控制在100m左右，通過調(diào)整該參數(shù)，不會影響隧道自然通風。風機配電設施占據(jù)總通風系統(tǒng)投資的60%，在縮短第1組風機與洞口布設距離后，臨近各種風機的電纜減少100m，可以降低通風系統(tǒng)的成本造價。

4.6調(diào)節(jié)風機風量

如隧道內(nèi)部設置了大型軸流風機通風系統(tǒng)，則需要調(diào)節(jié)軸流風機的風量，可通過臺數(shù)調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、動葉調(diào)節(jié)和靜葉調(diào)節(jié)等方式。通過相關調(diào)研能夠看出，公路隧道通風大型軸流風機，很少應用動葉可調(diào)方式，管理人員認為此種調(diào)節(jié)方式的作用不大。大型軸流風機的變頻調(diào)節(jié)器成本較高，在運行過程中極易出現(xiàn)故障，因此采用靜葉可調(diào)和臺數(shù)調(diào)節(jié)作為常用風量調(diào)節(jié)方式。

5結語

綜上所述，隨著國家對于節(jié)能減排的要求不斷提升，隧道通風照明節(jié)能技術能夠滿足時展要求，照明節(jié)能也將朝著綠色照明方向發(fā)展。在未來發(fā)展中，技術人員將不斷加大照明節(jié)能技術的研究力度，注重理論知識創(chuàng)新與升級，建立健全行業(yè)標準體系，全面提升隧道照明節(jié)能效率與質(zhì)量。

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作者：蔡彬峰 單位：浙江省交通規(guī)劃設計研究院有限公司